光伏、半导体以及AI芯片等领域的快速发展,带动市场对原材料纳米金属粉体的需求持续提升。生产纳米金属粉体的方法主要包括物理法和化学法,其中化学法以金属盐、金属有机物等为前驱体,通过还原、分解、沉淀或成核生长形成纳米颗粒。化学法优势在于,通过调节前驱体以及反应的各种参数,可以控制粒径和形貌,较容易获得超细粉体。
近期,粉体圈拜访的企业——安徽超晶格新材料科技有限公司(超晶格新材料)正是一家利用化学法生产纳米金属粉体的企业。超晶格新材料使用化学法生产的纳米铜粉、镍粉粒径分布范围窄、分散度良好,目前已具备大规模生产的能力。

纳米铜粉
超晶格新材料生产的纳米球形铜粉主要有300nm、500nm、800nm规格,其纯度大于99.9%,且烧结活性高,烧结温度较低,抗氧化性能强。此外,超晶格还生产微米级的球形铜粉以及片状铜粉,其中,球形铜粉具有高振实密度、流动性好等优点;片状铜粉则径厚比大,易于化学镀银,其抗氧化性能强。超晶格的技术总监李小毛博士还给我们展示了电镜照片,从中可以看出,超晶格自主研发生产的纳米铜粉烧结形貌可以与日本进口铜粉相媲美。

300纳米球形铜粉牌号:n-MP-Cu-S-300 3微米片状铜粉牌号:n-MP-Cu-F-3000
纳米铜粉的一个重要应用方向是光伏电池。当前光伏电池“去银化”是行业重要发展方向,铜成本远低于银,因此铜浆或银包铜浆是替代银浆的重要候选材料。纳米铜粉具有较高的比表面积和烧结活性,因此可降低铜浆烧结形成致密导电网络所需的温度,同时降低HJT等低温工艺电池的热损伤风险。
此外,超晶格生产的纳米铜粉还用于多种电子元器件和先进制造领域,如:在MLCC端电极中,纳米铜粉可作为导电相形成外部电极;在氧化锌压敏电阻中,纳米铜粉可用于端电极或导电浆料等。
纳米镍粉
超晶格新材料能够稳定生产130nm、200nm、300nm等粒径的纳米球形镍粉,其纯度和结晶度高、抗氧化性好、球形度高,此外还具有3μm的片状镍粉产品,不同粒径或形貌的镍粉还能通过复配提高固含量。
当前,纳米镍粉主要应用于电子浆料、新能源电池材料、特种催化剂等高端领域的产品制造,MLCC内电极领域是其中备受关注的应用方向。镍凭借高熔点、抗氧化性强等优势,在该领域具有良好的适用性。但MLCC往小型化、高容化方向升级,也对镍粉提出了更高的要求。目前,为了推动MLCC关键原料国产化进程,超晶格的纳米镍粉也已参与其中,产品已进入客户验证阶段。

200纳米镍粉牌号:n-MP-Ni-S-200

300纳米镍粉牌号:n-MP-Ni-S-300 3微米片状镍粉牌号:n-MP-Ni-F-3000
访谈补充:制浆还有许多难题待解决
本次访谈中,李小毛博士还重点谈到了制浆方面。虽然目前国内已有能够生产小粒径纳米金属粉的企业,但是还没有克服制浆这个难题。如:纳米镍粉因粒径过小导致的表面活性过高,容易与浆料中的有机组分发生相互作用,导致黏度升高甚至“果冻化”,使浆料难以长期储存和稳定印刷。
制浆并不是简单地将粉体与溶剂混合,而是需要通过大量实验不断摸索改性剂、分散剂和有机溶剂等组分的配方,在解决粉体分散和稳定性的同时,还要满足浆料的黏度、流变性及印刷性能要求。
如果您也对MLCC用的纳米金属粉体和浆料感兴趣,欢迎于11月3-4日前往东莞举办的“2026年MLCC关键粉体/浆料制备创新发展论坛”,了解该方向的最新进展。也可通过粉体圈与李小毛博士取得联系,相信在交流中会有一些新启发和收获。
粉体圈 Sherin